Le récent changement de paradigme lié au développement de la médecine personnalisée en oncologie nécessite une évolution des pratiques impliquant les laboratoires de génétique moléculaire des cancers. Le premier volet de ce travail repose sur les enjeux technologiques de la détection des mutations du gène EGFR pour permettre une prise en charge optimisée des patients éligibles aux thérapies ciblées dans les cancers bronchiques non à petites cellules au diagnostic et lors des récidives. Le séquençage haut débit s’est ici présenté comme la meilleure alternative pour identifier les mutations de sensibilité et de résistance acquise de l’EGFR. Le deuxième volet de cette thèse concerne l’interprétation biologique des altérations génétiques de la tumeur, en particulier les variants des gènes suppresseurs de tumeur BRCA1 et BRCA2 conditionnant la sensibilité aux thérapies ciblées par inhibiteurs de PARP. Deux approches de caractérisation fonctionnelle de variants de signification incertaine (VSI) ont été utilisées, toutes deux réalisables dans un temps compatible avec les impératifs cliniques. La première consiste à caractériser des défauts d’épissage à partir d’ARN tumoral du patient par RT-PCR et clonage rapide des produits de RT-PCR. La deuxième est une évaluation rapide in vitro des VSI par édition du génome en utilisant la technologie CRISPR-Cas9 et un score fonctionnel.